[发明专利]一种对称无方向性涡流检测传感器及检测方法

说明书

本发明涉及一种涉对称无方向性涡流检测传感器，包括：对称激励模块和检测模块，所述对称激励模块包括四个激励线圈和一个对称骨架，用于在被检工件表面产生幅值相等方向相反且互相对称的平面涡流场。本发明四个完全相同的激励线圈两两绕向相反缠绕在对称骨架上通以频率/相位和幅值相同的正弦信号，在被检工件表面产生幅值相等方向相反且互相对称的平面涡流场，使得检测线圈在平衡状态下输出信号接近为零，不仅提高了传感器的抗干扰能力且对任意方向缺陷均具有很高的灵敏度；一组正交放置的主检测线圈组与两组平行放置的辅助检测线圈组共同构成检测模块，加大了传感器的检测面积且一次扫查便可判定缺陷方向，同时提高了传感器的检测效率。

技术领域

本发明涉及一种无损检测领域，具体涉及一种对称无方向性涡流检测传感器及检测方法。

背景技术

涡流检测技术是一种常用的无损检测手段，现有的常规涡流检测传感器通常面临有效检测面积小、检测效率低且无法判定裂纹方向等问题。同时，常规涡流检测传感器易受提离效应影响，对于一些金属表面粗糙、检测要求高的场合无法实现有效检测。目前采用正交检测形式的涡流传感器可以减小提离效应，增强传感器抗干扰能力，但该方法是以牺牲传感器灵敏度为代价且45°方向裂纹为检测盲区，无法检出。因此对于一些同时需要高灵敏度、高检测效率及无方向性检测的场合不适用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种对称无方向性涡流检测传感器及检测方法，通过将四个完全相同的激励线圈两两绕向相反缠绕在对称骨架上通以频率/相位和幅值相同的正弦信号，在被检工件表面产生幅值相等方向相反且互相对称的平面涡流场，使得检测线圈在平衡状态下输出信号接近为零，不仅提高了传感器的抗干扰能力且对任意方向缺陷均具有很高的灵敏度；一组正交放置的主检测线圈组与两组平行放置的辅助检测线圈组共同构成检测模块，加大了传感器的检测面积且一次扫查便可判定缺陷方向，同时提高了传感器的检测效率。

为至少解决上述技术问题之一，本发明采取的技术方案为：

一方面，本发明提出了一种对称无方向性涡流检测传感器，包括对称激励模块和检测模块，所述对称激励模块包括四个激励线圈和一个对称骨架，所述对称激励模块用于在被检工件表面产生幅值相等方向相反且互相对称的平面涡流场，所述检测模块用于拾取工件表面缺陷信息。

进一步的，所述对称骨架由四个完全相同且对称放置的圆柱体骨架组成，所述对称骨架的材料由锰锌铁氧体或者电工纯铁制成，四个所述圆柱体骨架中心轴线互相平行，四个所述圆柱体骨架横截面平行于工件表面，四个所述圆柱体骨架几何中心的对角连线互相垂直且相等。

进一步的，四个所述激励线圈分别缠绕在所述对称骨架上，四个所述激励线圈的中心轴线互相平行且纵截面均垂直于工件表面，四个所述激励线圈两两绕向相反，四个所述激励线圈通以频率/相位和幅值相同的正弦信号，所述正弦信号频率和相位可调。

进一步的，四个所述激励线圈分别与四个所述圆柱体骨架的中心轴线重合，四个所述激励线圈水平或垂直方向上两个所述激励线圈几何中心连线的长度相等且大于两倍的所述激励线圈外径，四个所述激励线圈对角连线互相垂直且相等，四个所述激励线圈参数相同。

进一步的，所述检测模块包括一组主检测线圈组和两组辅助检测线圈组，一组所述主检测线圈组包括两个正交放置的矩形检测线圈，两个所述矩形检测线圈绕向一致，两个所述矩形检测线圈的几何中心重合，两个所述矩形检测线圈横截面垂直于工件表面。

进一步的，所述主检测线圈组的两个所述矩形检测线圈参数相同，所述主检测线圈组的两个所述矩形检测线圈的长度不大于水平或垂直方向上两个所述激励线圈几何中心连线的长度。